一种基于能量管理的储能多机并联功率均衡分配方法组成比例

本发明专利技术提供了一种基于能量管理的储能多机并联功率均衡分配方法，该方法通过主从模式进行能量管理和功率调节，实现对多台储能设备的集中监控和功率调度，保证储能出力满足负载需求，并防止单个储能设备因为突然间能量不足而掉电给电网造成冲击；其中该方法引入充放电功率公式以及储备能量管理，保证储能设备在负载功率超过单台出力的条件下各设备充放电功率的合理分配，避免过度充放，提高电池寿命；主从模块根据不同供电模块的状态采取不同策略，保证了系统能够在不同条件下高效稳定运行；同时通过实时监控设备状态和远程控制，提高了系统的可控性和易用性。统的可控性和易用性。统的可控性和易用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于能量管理的储能多机并联功率均衡分配方法


[0001]本专利技术属于储能控制调度
，具体涉及一种基于能量管理的储能多机并联功率均衡分配方法。

技术介绍

[0002]储能设备在许多场合被用于满足特定负载需求，例如在并网模式下提供稳定的电力输出。电池组的负荷状态可以由主机和其他器件配合进行能量管理，在某些特定场合或时段，单台储能设备由于其有限的容量，无法满足负载的需求。当原始储能容量增加时，需要多台设备进行并联，通过交流耦合方式实现模块化扩容，从而实现满足负载需求的额定功率。
[0003]由于充放电均通过一条交流汇流母线进行，因此多机并联储能系统对各设备间能量均衡分配要求较高，现有技术存在一定的问题和缺点。首先，当多个储能设备并联时，因为各储能设备电池组的充放电程度和衰减程度不一样，如果功率分配不均衡，部分设备可能处于满负荷运行，而另一部分设备可能处于低负荷状态，当容量一部分设备无法正常工作。这种情况下，系统能量无法持续稳定的输出供给，出现无法管控的变化影响用电，需解决出力分配不均衡的问题，保持整个系统的稳定性，避免因设备之间的负载分配不均而产生任何潜在的问题。
[0004]对于装有可再生能源发电的用户来说，多台储能设备的总出力调节参考值需要基于可再生能源发电和负荷之间的结果来得到，并需要预测各储能设备的应急备电容量，以防止可再生能源突然降低出力或负荷突然增加。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，确保电池组在并联状态下保持充放电平衡是很重要的，本专利技术现提供一种基于能量管理的储能多机并联功率均衡分配方法，基于电池的能量一致性管理和应急能量管理，在并联的多个储能设备之间实现功率均衡分配，用于实现云端控制各设备正常工作，实现主从模块单独管理，减少因能量分配不均匀引起的系统不稳定，从而提高整个储能系统的输出效率，具体方案
[0006]包括以下步骤：
[0007]S1：将所述储能装置进行多机并联配置，所述储能装置中的N台储能装置的第一侧分别与相邻的储能装置第一侧并联连接，所述储能装置的第二侧均采用相邻并联的连接方式，包括使它们能同时满足负载需求和电网均衡。同时，所述储能装置与负载一起并联接入智能电表，所述智能电表实现实时监测储能设备向电网放电或从电网充电的情况。所述智能电表通过入户电表与电网连接，所述入户电表为用户提供实时的用电信息；
[0008]S2：所述储能装置通过通信总线或无线物联网设备进行设备间的通讯。所述储能装置包含主模块和从模块，采用主从模式进行管理，所述主模块负责对所述从模块进行集中监控和调度；
[0009]S3：所述主模块与所述从模块之间建立通讯连接，所述智能电表与所述主模块之间建立通讯连接。所述主模块通过所述智能电表主动读取所述负载的实时能量信息；
[0010]S4：所述主模块包含控制模块和轮询操作及操作规则，所述控制模块包含定时器和采集器，所述定时器触发轮询操作规则。所述采集器依据轮询操作规则采集的设备运行状态和性能参数等，并将数据反馈给所述控制模块，所述轮询操作为周期性地；
[0011]所述能量均衡控制方法
[0012]S5：所述控制模块依据当前负载的变化情况，主动调整所述主模块与所述智能电表通讯的频率，实现更精细化的能源管理，提高系统的响应速度和稳定性；
[0013]S6：所述主模块通过监测所述从模块数据包及所述电表需求量进行能量分配。包括充放电功率容量管理和储备能量管理，根据设备的状态合理分配充放电功率，避免设备过度充放，提高电池寿命；确保在紧急情况下有足够的备用能量可用；
[0014]S7：根据供电模块有无PV组串以及有无市电的情况，从模块主从模块采用相应的供电策略。
[0015]进一步的，S4包括以下子步骤：
[0016]S401：云端设定从模块主从模块之间进行N遍的定时轮询，主储能装置控制模块内部管理一个list，list[]＝{a1，a2，a3…
a
n
}展示设备的运行状态等信息,a1～a
n
互不干扰独立运作；
[0017]S402：每当经过list[]内a1～a
n
中任一个的周期时，定时器来触发主储能装置的轮询动作，主储能装置则会在接收到轮询请求后，进行一次状态检测和数据采集，将采集到的数据报告给控制模块。
[0018]进一步的，S5包括以下子步骤：
[0019]S501：当电表功率较小或趋于稳定时，调整主模块与电表通讯频率在1
±
0.5Hz；
[0020]S502：当电表功率的变化较大时，提高主模块与电表通讯频率，调整到4
±
1Hz，通过实时调整实现更精细的能源管理。
[0021]进一步的，S6包括以下子步骤：
[0022]S601：先进行第一次调度运算，计算实际的充放电功率；
[0023]S602：将实际充放电功率与预期的充放电功率进行对比，若实际功率达到预期的充放电功率，则主模块发送功率值指令给从模块，从模块对负载执行指令功率，指令结束；若实际功率未达到预取的充放电功率，执行步骤S603；
[0024]S603：对充放电功率进行二次分配；
[0025]循环上述步骤601～603，完成充放电功率容量管理，执行S604；
[0026]S604：通过计算充放电功率，进行储备能量管理。
[0027]进一步的，S601中计算实际的充放电功率的公式如下：
[0028]放电功率公式：
[0029]充电功率公式：充电功率公式：
[0030]上式中，n为某台储能装置序号，P
n
为最终分配的功率；P
ref
为需要释放或充电的参考功率，P
ref
＝P
额
*N；N代表储能装置的数量，P
n
为一次分配的功率。
[0031]进一步的，S603二次分配的公式如下所示：
[0032]P
n
＝P
n
‘
+(P
ref
‑
P
a
)/M；
[0033]上述式中，n为某台储能装置序号，M为仍有能力充放电的储能装置数量，P
n
为最终分配的功率；P
ref
为需要释放或充电的参考功率，P
ref
＝P
额
*N；P
a
为已分配完的功率，P
n
‘
为一次分配的功率，M<＝N；
[0034]S604中计算充放电功率的公式如下所示：
[0035]充电功率公式：
[0036]放电功率公式：
[0037]上式中，1＜n≤N；EPS
n
为第n台储能设备应急负荷储备的能量，当储能从模块主从模块的SOC值小于用户设定值时，储能机将不再参与放电。
[0038]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于能量管理的储能多机并联功率均衡分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将N台储能设备进行多机并联，与负载一起并联接入智能电表，智能电表具备通讯功能，储能设备通过入户电表接入电网；所述智能电表用于采集储能设备向电网放电或从电网充电的情况，向主控储能设备通讯，主模块通过智能电表主动读取负载的实时能量；S2：储能设备通过通信总线或无线物联网设备进行设备间的通讯，采用主从模式进行管理；S3：在主模块的控制模块中使用定时器触发轮询操作，将采集的数据反馈给控制模块；S4：主模块的控制模块依据当前负载的变化情况，主动调整主模块与电表通讯的频率；S5：主模块通过监测从模块数据包及电表需求量进行能量分配，包括充放电功率容量管理以及储备能量管理；S6：根据供电模块有无PV组串以及有无市电的情况，主从模块采用相应的供电策略。2.根据权利要求1所述的一种基于能量管理的储能多机并联功率均衡分配方法，其特征在于，S3包括以下子步骤：S301：云端设定主从模块之间进行N
‑
1遍的定时轮询，主储能设备控制模块内部管理一个list，list[]＝{a1，a2，a3…
a
N
}展示N个设备的运行状态等信息，a1～a
N
互不干扰独立运作；S302：每当经过list[]内a1～a
N
中任一周期时，定时器来触发主储能设备的轮询动作，主储能设备则会在接收到轮询请求后，进行一次状态检测和数据采集，将采集到的数据报告给控制模块。3.根据权利要求1所述的一种基于能量管理的储能多机并联功率均衡分配方法，其特征在于，S4包括以下子步骤：S401：当电表功率的瞬态变化较小或趋于稳定时，调整主模块与电表通讯频率在1
±
0.5Hz；S402：当电表功率的瞬态变化较大时，提高主模块与电表通讯频率，调整到4
±
1Hz，通过实时调整实现更精细的能源管理。4.根据权利要求1所述的一种基于能量管理的储能多机并联功率均衡分配方法，其特征在于，S5包括以下子步骤：S501：先进行第一次调度运算，计算实际的充放电功率；S502：将实际充放电功率与预期的充放电功率进行对比，若实际功率达到预期的充放电功率，则主模块发送功率值指令给从模块，从模块对负载执行指令功率，指令结束；若实际功率未达到预取的充放电功率，执行步骤S503；S503：对充放电功率进行二次分配；循环上述步骤501～503，完成充放电功率管理，执行S504；S504：根据充放电功率，进行储备设备的功率控制。5.根据权利要求4所述的一种基于能量管理的储能多机并联功率均衡分配方法，其特征在于，S501中计算实际的充放电功率的公式如下：放电功率公式：
充电功率公式：充电功率公式：上式中，n为某台储能设备的序号，P
n
为给该设备最终分配的功率；P
ref
...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍旭东，张杜，杨贝，
申请(专利权)人：江苏为恒智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：